天文学家发现了有史以来记录到的最大黑洞喷流二重天，其结合长度达到惊人的2300万光年。这一距离可与140个银河系首尾相连的排列相媲美。
加州理工学院的博士后研究员、最新研究的主要作者Martijn Oei表示：“我们谈论的不是我们太阳系大小甚至银河系大小的喷流；这些喷流的总距离相当于140个银河系的直径。银河系在这些巨大的喷发中看起来像是一颗微小的点。”
这一名为Porphyrion的喷流巨结构，以希腊神话中的一个角色命名，起源于宇宙年轻时，宇宙当时大约有63亿年，比当前的138亿年年轻得多。这些强大的排放能量，相当于数万亿个太阳，从遥远星系中心的超大质量黑洞的上方和下方延伸。
在发现Porphyrion之前，最大的确认喷流系统是Alcyoneus，它同样是以希腊神话中的一个巨人命名。这个由同一团队在2022年发现的Alcyoneus，跨越大约100个银河系的距离。相比之下，著名的船头座喷流——离地球最近的大型喷流系统，约为10个银河系的长度。
最新发现表明，这些庞大的喷流系统在早期宇宙中可能在星系的发展中起到了比之前认为的更重要的作用。Porphyrion存在于一个时期，当时连接星系的细丝（称为宇宙网络）比现在要靠得近得多。这意味着像Porphyrion这样的大型喷流可以覆盖宇宙网络的更大区域，而不是我们邻近宇宙中的喷流。
合著者、加州理工学院天文学与数据科学教授George Djorgovski解释道：“天文学家认为，星系及其中心的黑洞是共同演化的，而这一过程中的关键因素是喷流可以分配大量能量，从而影响它们所居住的星系的生长及其邻近星系的生长。这一发现揭示了它们的影响可能延伸得比我们之前认为的更远。”
发现丰沛的种群
Porphyrion喷流系统是迄今为止在天空调查中识别出的最大喷流系统，该调查已揭示了超过1万个这些微弱巨结构的惊人数量。这一庞大的喷流集合是通过欧洲的LOFAR（低频阵列）射电望远镜识别的。
在LOFAR的观测之前，虽然知道有几个大型喷流系统，但它们被认为是稀有的，并且人们普遍认为它们通常比现在通过射电望远镜发现的数千个系统要小。
该研究的第二作者，英国哈特福德大学的天体物理学教授Martin Hardcastle表示：“在我们的研究开始之前，我们就知道存在巨大喷流，但我们没有意识到会有这么多。通常，使用像LOFAR这样的新观测工具广阔的视野和针对延展结构的卓越灵敏度，我们会发现新的东西；然而，发现这么多这些物体仍然令我感到兴奋。”
2018年，Oei和他的团队开始使用LOFAR研究的不是黑洞喷流，而是穿过星系之间空间的细丝宇宙网络。在检查这些微弱细丝的射电图像时，他们开始注意到非常长的喷流系统。
Oei，同时与荷兰莱登天文台有关联，回忆道：“当我们第一次发现这些巨型喷流时，我们感到非常惊讶。我们根本不知道会有这么多。”
为了系统地搜索更多未发现的喷流，团队仔细分析了射电图像，利用机器学习工具检测潜藏喷流的线索，并让全球公民科学家参与进一步检查这些图像。详细描述他们最近发现的包含超过8000对喷流的巨大排放的论文已被《天文学与天体物理学》杂志接受发布。
隐藏在过去
该团队利用印度的巨米波射电望远镜（GMRT），以及来自亚利桑那州基特峰国家天文台的一个名为“暗能量光谱仪”（DESI）的项目的额外数据，确定了Porphyrion起源的星系。他们的观测确定这些喷流的源头是一颗大质量星系，质量大约是我们的银河系的十倍。
他们随后利用位于夏威夷的威廉·马尔顿·凯克天文台确认Porphyrion距离地球有75亿光年。Oei指出：“直到现在，这些巨大喷流系统似乎是近期宇宙的一个现象。如果如此遥远的喷流可以延伸到宇宙网络的规模，这表明黑洞活动可能在某个宇宙历史的时刻对宇宙的每个区域产生了影响。”
凯克的观测还表明Porphyrion起源于称为辐射模式的活动黑洞，这与喷流模式的黑洞形成对比。当超大质量黑洞激活时——主要是由于其强大的引力将周围物质拉扯并加热——它们被认为要么以辐射的形式发射能量，要么通过喷流。辐射模式的黑洞在宇宙早期更为常见，而喷流模式的黑洞在今天更为普遍。
Porphyrion源于辐射模式黑洞的发现使天文学家感到惊讶，因为以前并不知道这种模式能够产生如此巨大和强大的喷流。此外，Porphyrion位于遥远宇宙中，这个地方拥有丰富的辐射模式黑洞，这一发现暗示仍可能有更多巨大喷流等待被发现。
Oei提到：“我们可能仅仅在看到它们的开始。我们的LOFAR调查只考察了天空的15%，由于识别这些巨型喷流可能会很具挑战性，因此更有可能存在更多这样庞大的结构。”
悬而未决的问题
目前尚不清楚这些喷流如何能够在不失去稳定性的情况下延伸到其宿主星系之外。黑洞喷流物理学专家Hardcastle评论说：“Martijn的研究表明，这些巨大源周围的环境没有特别独特的因素能够使它们达到如此显著的规模。我相信我们需要一个异常持久和稳定的吸积事件来围绕超大质量黑洞，使其保持活跃约10亿年，并确保喷流在此期间保持方向。我们对大量巨型的发现建议这应该是相对常见的现象。”
展望未来，Oei希望更深入地了解这些巨大结构如何影响其周围环境。这些喷流在星际空间中分布宇宙射线、热量、重元素和磁场。Oei特别感兴趣的是这些巨大喷流传播魔力的程度。“在我们星球上存在的磁力对生命至关重要，因此理解其起源至关重要，”他说。“我们知道磁性充斥于宇宙网络，然后转化为星系和恒星，最终达到行星。关键问题是：这从哪里开始？这些巨大喷流是否在宇宙中传播磁性方面扮演了角色？”
